Presentation des machines utilisées pour la production d'énergie électrique
Afin de transformer l'energies mécanique de la turbine en énergie électrique, on utilise des machines tournantes.
Il en existe 3 grands types :
- Alternateur : Machine synchrone, la plus utilisée
- Machine asynchrone
- Machine à courant continu
L'Alternateur : machine synchrone
Dans les centrales hydroélectriques, ce sont les alternateurs qui sont utilisés. Ce sont des machines synchrones, fonctionnant en génératrice. Ce mode de fonctionnement est appellé (pour la machine synchrone) ALTERNATEUR.
Ils produisent donc du courant alternatif 50Hz.
Ils transforment l'energie mecanique de la turbine en energie electrique.
Energie mecanique |
--> |
Alternateur |
--> |
Energie electrique |
Alternateurs de Pinet 
Les rendements sont généralement élevés, de l'ordre de 80 à 90% parfois plus.
Constitution d'un alternateur
l'alternateur est constitué de 2 principales parties :
 |
 |
ROTOR |
STATOR |
| C'est la parti tournante de l'alternateur, elle est couplée à la turbine. le rotor a besoin d'etre alimenté en courant continu, afin de pouvoir creer le flux. |
C'est la parti fixe de l'alternateur. Il recupére l'energie sous forme d'électricité en triphasé. |
On apelle ce type de machine, machine synchrone, car le ROTOR (parti mobile de l'alternateur) tourne a la meme vitesse que le champ électrique STATOR (parti fixe de l'alternateur). Il sont donc synchrone.
C'est donc la vitesse du rotor donc de la turbine, qui determine la vitesse du champ électrique tournant dans le stator et donc la frequence. On peut donc dire :
f = k N
f: frequence en sortie de l'alternateur
k : coefficient dependant de l'alternateur
N : vitesse de rotation du rotor
C'est pour cela que les alternateurs doivent etre regulé en vitesse, afin de garder un frequence fixe qui est en France le 50 Hz.
L'electricité est evacuée, vers le transformateur en triphasé à une tension généralement de quelques kV (kilo Volts).
Des mesures de tension et de courant sont effectués juste à la sortie de l'alternateur afin de pouvoir controler celui-ci.
Ils sont couplés en etoile.
Couplage d'alernateur
A gauche on peut apercevoir le couplage etoile et a droite les 3 phases
Exemple : Alternateur du Pouget (G1): Puissance apparente : S = 42,5 MVA |
L'excitation
L'excitatrice est la partie de l'alternateur qui permet d'alimenter le rotor de la machine en courant continu.
Elle était souvent réalisée grâce à une machine à courant continu accouplé à l'alternateur.
Aujourd'hui pour améliorer le rendement ,est utilisé ce que l'on apelle excitation à diodes tournantes.
Grace à a celle ci aucun frottement n'est réalisé entre le stator et le rotor, ce qui permet une diminution des pertes et du risque d'arc électrique entre le stator et le rotor.
